包虫病流行与控制模型的研究与应用

Echinococcosis is an epidemic disease which can seriously threat human heath and development animal husbandry. The prevention and control of Echinococcosis has been carried out for many years. The purpose of this project is to formulate Echinococcosis dynamic models under the control of various interventions, and evaluate the prevention and control measures for Echinococcosis. By theoretical analysis and numerical simulations of the models, we can grasp dynamic mode of the prevalence for Echinococcosis under the control of different interventions. Various intervention measures for final host and intermediate host, for example, antiparasitic treatment on dogs and the immunity for intermediate host, etc, we can establish the corresponding dynamic models and give numerical simulations. By epidemiology investigation for Echinococcosis in each station, we can dig data and obtain reliability analysis. Parameters of models will be estimated by methods of statistics, and then the Echinococcosis prevalence, the time of the peak and the scale of the peak, etc, will be predicted. We will give the sensitivity analysis of each parameter, find the critical factors affecting Echinococcosis prevalence, and search for optimal control of intervention measures, and thereafter provide the theoretical and quantity basis for prevention and control for the spread of Echinococcosis. This project is rarely involved in domestic and abroad, and has an important significance not only in terms of new theories and methods for epidemic models, but also has direct application values for Echinococcosis control.

包虫病是一种严重危害人体健康和畜牧业生产的传染病。目前对包虫病的防控已经实施了很多年，本项目旨在利用建立各种干预控制下的包虫病动态模型，对包虫病的防控措施进行评价。对模型进行必要的理论分析和数值模拟，掌握不同干预控制措施作用下包虫病流行的动态模式。针对终末宿主和中间宿主的各种干预控制措施，例如对犬的驱虫治疗、对中间宿主的免疫等，建立相应的动态模型并进行数值实验。在各个监测站进行包虫病的流行病数据调查，对数据资料进行挖掘，可靠性分析。利用统计学方法估计模型参数从而预测包虫病流行趋势，高峰到达的时间，高峰的规模等等。对模型的各个参数进行敏感性分析，找出影响包虫病流行的关键因素，寻求最优的干预控制措施，为包虫病的防制决策提供有力的理论和数量依据。本项目的内容在国内外还很少涉及，其研究不仅在发展传染病模型的新理论、新方法方面有重要意义，而且对包虫病控制有直接应用价值。

本项目资助期内完成了项目计划内容，在包虫病动力学模型方面做了以下工作：（1）由于实际应用中很难得到关于虫卵的准确数据，如虫卵密度等。为了解决这一问题，将环境中的虫卵作为疾病传播的媒介，利用媒介传播疾病的思想将模型约化，提出了一个新的具有分布时滞的包虫病传播模型。细致研究了模型的动力学性质，并利用模型模拟了新疆地区包虫病数据，估计了基本再生数，给出了中长期预测，并提出了定量控制措施。（2）考虑对犬的驱虫控制，在基本模型中引进脉冲控制，同时结合驱虫间隔时间和驱虫覆盖率，提出了一个具有脉冲驱虫控制的包虫病动力学模型，利用脉冲微分系统理论，导出了驱虫影响下的基本再生数，并提供了一个可行的计算方法。（3）建立了一个具有Logistic 出生的包虫病传播模型，计算了模型的基本再生数，并将模型应用在乌鲁木齐市包虫病数据。（4）为充分发掘包虫病时间序列中所包含的周期性信息，基于傅立叶残差校正改进了GM(1,1) 模型，建立了灰色-傅立叶残差校正模型；其次，为发掘数据中蕴含的随机性信息，建立了灰色-周期外延-时间序列模型。.另外，课题组在研究包虫病模型的同时，还针对新疆地区高发疾病，如布鲁氏菌病、结核、乙肝等疾病建立了一些动力学模型，丰富了动力学模型的研究范围。此外还进行了一些动力学模型的理论方面的研究。